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同学你好

今天讲一下化学反应热效应

首先介绍一下反应进度和热化学方程式

对于一个化学反应

A加B生成Y和Z我们也可以写成

反应物和产物都在同一侧

这样就可以用一个求和符号

和化学反应计量系数

来表示的化学反应方程式

我们定义这反应的反应进度

dξ等于dnB比上计量系数ν

对于大量的反应进度

德尔塔C等于德尔塔nB比上ν

确定的化学反应

参与反应的所有物质

那么无论用谁来表示反应进度呢

都是相同的

比如合成氨反应

氮和氢生成氨

它们的计量系数比是1比3比2

那么德尔塔ξ用n氢来表示

用n氮来表示

和用n氨来表示是一样的

对于微量的表达式]

dξ等于dn氢比上V氢

等于dn氮比上ν氮

等于dn氨比上ν氨

对于同一个化学反应方程式的写法不同

反应进度德尔塔ξ也不一样

同样是合成氨反应

如果我们用1比3比2的形式

来表示这个计量方程

同样都是一摩尔的氨反应掉

生成两摩尔的氨气

我们看一下反应进度

德尔塔ξ等于

德尔塔n氮比上ν氮等于负1比上负1

等于1摩尔

如果计量方程我们计量系数用二分之一

二分之三

和一来表示

那么同样是德尔塔N等于负1

计量系数就变成了负1/2

德尔塔ξ就等于2摩尔

所以计量方程不同

反应进度也不相同

下面介绍一下化学反应的热效应

在恒定的温度T以下

没有非体积功的条件下

系统发生化学反应后

系统的温度回到反应起始的温度

那么系统放出或者吸收的热

我们称为反应在该温度T下的热效应

热化学方程式

就是标明热效应的化学反应方程式

如碳和氧反应生成二氧化碳

我们标明这个反应的反应焓德尔塔rH

就是一个热化学方程式了

下标r代表化学反应

热化学方程式的写法需要注意几个问题

首先

方程式写法不同

同一物质它的计量系数就不相同

那么热化学计算的结果也不同

反应方程式中应标明物质的物态

温度

压力和组成等等

因为不同的物质它都影响反应的热效应

我们用g代表气体

用l代表液体

用s代表固体

固体还应该标明其结晶状态

比如石墨

还有金刚石

它都属于碳的固体

我们要标明具体的是石墨发生了反应

还是金刚石发生反应

还是无定型的碳发生了反应

如果不标明反应温度

通常是指反应温度为25℃

压力为标准压力100KPa

下面介绍一下化学反应的热效应

如果有化学反应在等温等压下进行

那么他就满足恒压热的条件

QP等于德尔塔H没有非体积功

如果反应在等温等容的条件下进行

它就满足恒容热的条件

QV等于德尔塔U

若反应是在标准压力下进行的

反应进度德尔塔C等于1摩尔的时候

那么反应的内能及焓的改变值

我们就把它称为标准摩尔反应内能

和标准摩尔反应焓

用这个式子德尔塔rUm标准

和德尔塔rHm标准来表示

单位是焦每摩尔或者千焦每摩尔

同样对r代表反应

m代表反映进度为一摩尔

标准符号代表标态的压力100KPa

对于凝聚体系

德尔塔H就等于德尔塔U

因为德尔塔H等于德尔塔U加德尔塔pV

凝聚体系的德尔塔pV约等于0

所以呢

就是焓变就等于内能的改变值

对于有理想气体参加的恒温反应

理想气体变化前后

它的德尔塔pV不容易忽略

所以按照理想气体状态方程

它就等于

德尔塔ng(RT)等于德尔塔ng乘以RT

这样德尔塔H就等于德尔塔U

加上德尔塔ng(RT)

今天就讲到这里